Evaluation of the Specific Dynamic Capacity of Sorbents in the Processes of Sorption Purification of Flowing (Spilling) Solutions of Different Origin and Purpose

A method for calculation of the specific dynamic capacity Q_i of sorbents upon sorption purification of flowing solutions at any time is presented. The method is based on the assumption that any isotherm of sorption from flowing solutions includes three characteristic sections: i) initial section of complete sorption of the ecotoxicant (the sorption coefficient ρ is equal to 1) which can be absent on the isotherm if the adsorbent is incapable of complete extracting of the adsorbate under given process conditions; ii) on the next time interval of the sorption isotherm ρ is a linear function of the process duration ρ = f(τ), which is observed rather often; iii) on the third time interval of the sorption isotherm ρ = 0, since the entire dynamic capacity of the sorbent is depleted to the onset of the interval. This approach allows us to obtain the equation of the sorption process on the second interval using the coordinates of two characteristic points. The developed provides estimation of the Q value with the accuracy not inferior to the experimental data, and substantially simplifies the practice of continuous sorption purification of drinking, technological and waste waters. Examples of experimentally observed sections of sorption isotherms and the specific features of calculating the dynamic capacity of the sorbent on each of them are presented.

сорбент, сорбат, динамическая емкость, раствор, поток, sorbent, sorbate, dynamic capacity, solution, flow

1. Чиркст Д. Э., Литвинова Т. Е., Черемисина О. В. и др. Изотерма сорбции катионов стронция на глине / Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 5. С. 755 - 758.

2. Голдовская-Перистая Л. Ф., Воловичева Н. А., Везенцев А. И. и др. Изотерма сорбции ионов стронция монтмориллонит-гидрослюдными глинами / Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т. 11. № 2. С. 165 - 171.

3. Дударева Г. Н., Петухова Г. Н., Нгуен А. Т. Н. и др. Исследование сорбции ионов никеля (II) на углеродных сорбентах / Физикохимия поверхности и защита материалов. 2013. Т. 49. № 4. С. 389 - 396.

4. Помазкина О. И., Филатова Е. Г., Пожидаев Ю. Н. Адсорбция ионов меди (II) гейландитом кальция / Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 4. С. 370 - 374.

5. Рамазанов А. Ш., Есмаил Г. К., Свешникова Д. А. Кинетика и термодинамика сорбции ионов тяжелых металлов на монтмориллонитсодержащей глине / Сорбционные и хроматографические процессы. 2015. Т. 15. № 5. С. 672 - 682.

6. Gonzalez A. G., Pokrovsky O. S. Metal adsorption on mosses: Toward a universal absorption model / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 415. P. 169 - 178.

7. Srivastava P., Singh B., Angove M. Competitive adsorption behavior of heavy metals on kaolinite / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 290. N 1. P. 28 - 38.

8. Singh K., Rastogy R., Hasan S. Removal of Cr(VI) from wastewater using rice bran / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 290. N 1. P. 61 - 68.

9. Egirany D. E., Baker A. R., Andrews J. E. Copper and zinc removal from aqueous solution by mixed mineral systems: Reactivity and removal kinetics / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 291. N 2. P. 319 - 325.

10. Lacin O., Bayrak B., Korkut P. Modeling of adsorption and ultrasonic desorption of cadmium (II) and zinc (II) on local bentonite / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 292. N 2. P. 330 - 335.

11. Zhao J., Zhy Y., Wu J. Chitosan-coated mesoporous microspheres of Calcium cilicate hydrate: Environmetally friendly synthesis and application as a highly efficient adsorbent for heavy metal ions / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 208 - 215.

12. Teutli-Sequeira A., Solache-Ríos M., Martínez-Miranda V. Comparison of aluminium modified natural materials in the removal of fluoride ions / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 254 - 260.

13. Liu B., Lu J., Xie Yu. Microwave-assisted modification on montmorillonite with ester-containing Gemini surfactant and its adsorption behavior for triclosan Original Research Article / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 208 - 215.

14. Вигдорович В. И., Цыганкова Л. Е., Николенко Д. В. и др. Извлечение ионов меди (II) и фенола в проточном растворе глауконитом Бондарского района Тамбовской области / Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 6. С. 930 - 937.

15. Вигдорович В. И., Есина М. Н., Шель Н. В. и др. Сорбция катионов кальция и магния глауконитом из проточных хлоридных растворов / Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 4. С. 533 - 543.

16. Vieira M. G. A., Almeida Neto A. F., Grimenes M. I. Removal of nickel on Bofe bentonite calcined clay in porous bed / Hazardous Materials. 2010. Vol. 176. N 2. P. 109 - 118.

17. Almedia Neto A. F., Vieira M. G. A., Silva M. G. K. Adsorption and desorption processes for Cooper removal from water using different eluents and calcined clay as adsorbent / J. Water Process Engineering. 2014. Vol. 3. N 1. P. 90 - 97.